【摘要】：動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)的快速發(fā)展使得高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器變得越來越重要。為了滿足高帶寬和大容量存儲(chǔ)的要求,傳統(tǒng)的方式為采用FLASH陣列的方式。然而,NAND FLASH存在壞塊檢測(cè)、編碼校驗(yàn)、擦寫均衡過于復(fù)雜等一系列缺陷,增加了系統(tǒng)開發(fā)成本,影響了項(xiàng)目開發(fā)效率和系統(tǒng)升級(jí)。eMMC(embedded Multi Media Card)因其速度快、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、便于升級(jí)與管理的優(yōu)勢(shì),解決了NAND FLASH開發(fā)缺陷。針對(duì)傳統(tǒng)存儲(chǔ)器的上述問題,結(jié)合eMMC的優(yōu)勢(shì),本文提出了一種采用eMMC新型存儲(chǔ)介質(zhì)的高速存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)思路。本文首先對(duì)eMMC5.0規(guī)范進(jìn)行了研究總結(jié),并在此基礎(chǔ)上根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)提出了整體設(shè)計(jì)方案。存儲(chǔ)器以FPGA作為主控制器,按照功能劃分為SFP光纖接口模塊、DDR3高速緩存模塊、eMMC陣列存儲(chǔ)模塊和與上位機(jī)通信的千兆網(wǎng)模塊。在系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)中重點(diǎn)介紹了eMMC陣列控制邏輯的實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)eMMC陣列的初始化單元、傳輸控制單元、命令接口單元以及陣列同步邏輯單元的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了eMMC陣列在HS400工作模式下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。然后對(duì)系統(tǒng)其他模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),配合完成整個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)功能。最后,依據(jù)設(shè)計(jì)方案,搭建了硬件測(cè)試平臺(tái)。使用ChipScope、IBERT等對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了在線調(diào)試。重點(diǎn)對(duì)eMMC陣列控制器進(jìn)行了調(diào)試,并對(duì)SFP光纖接口模塊和DDR3高速緩存模塊的邏輯進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的使用eMMC新型存儲(chǔ)介質(zhì)的高速固態(tài)存儲(chǔ)器能夠?qū)崿F(xiàn)156MB/s的存儲(chǔ)帶寬,同時(shí)具有容量大、可移植強(qiáng)與系統(tǒng)升級(jí)容易等特點(diǎn),滿足設(shè)計(jì)要求。本文開展的基于eMMC陣列的高速固態(tài)存儲(chǔ)器的研究與設(shè)計(jì),為后續(xù)動(dòng)態(tài)測(cè)試領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP333
【圖文】：

圖 2.1 eMMC 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖接口提供的標(biāo)準(zhǔn)接口如表 2.1 所示。主要包括時(shí)鐘線 CLK、復(fù)位線 RS據(jù)線 DAT0-7，以及電源線 VCC、VCCQ，地線 VSS、VSSQ。其中命輸線，負(fù)責(zé)傳輸主機(jī)發(fā)往 eMMC 器件的命令 eMMC 響應(yīng)得接收； 的硬復(fù)位線；數(shù)據(jù)線 DAT 為雙向端口，負(fù)責(zé)傳輸主機(jī)寫入的 eMMC 的數(shù)據(jù)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可選擇 1 位、4 位、8 位等不同數(shù)表 2.1 eMMC 的標(biāo)準(zhǔn)接口定義名稱 類型 說明CLK 輸入 時(shí)鐘DAT0-DAT7 輸入/輸出 數(shù)據(jù)線

中北大學(xué)學(xué)位論文D1 命令。當(dāng)設(shè)備進(jìn)入準(zhǔn)備完畢狀態(tài)后，通過發(fā)送 CMD2 完成設(shè)備識(shí)別，進(jìn)入識(shí)態(tài)，然后發(fā)送 CMD3 進(jìn)行識(shí)別后的設(shè)備地址分配，同時(shí) eMMC 設(shè)備也跳轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)模式的 Stand-by 狀態(tài)。數(shù)據(jù)傳輸模式：該模式是 eMMC 主要的工作模式，包括待命 Stand-by 狀態(tài)、傳態(tài)、數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)、數(shù)據(jù)接收狀態(tài)、編程狀態(tài)、斷開狀態(tài)、總線測(cè)試狀態(tài)和睡眠狀種工作狀態(tài)。在設(shè)備接收到 CMD3 命令完成相應(yīng)的地址分配后，eMMC 便進(jìn)入該模MC 主要的操作都是在該模式下完成的，如數(shù)據(jù)的讀寫、總線測(cè)試、采樣時(shí)鐘調(diào)諧狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖 2.2 所示，具體的操作過程在后續(xù)章節(jié)會(huì)詳細(xì)介紹。

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本文編號(hào)：2713187